یک تولید کننده قطعات خودرو در غرب میانه ایالات متحده با فشار فزاینده از مشتریان OEM روبرو بود: تحمل سختی سخت تر، حجم بیشتر و الزامات حسابرسی سخت تر.کوره درمان حرارتی قدیمی آنها دیگر نمی توانست با کیفیت دسته ای سازگار نباشد، هزینه های انرژی بالا بود و خط نمی توانست با زمان تاکتیک سلول های تولید خودکار مطابقت داشته باشد.

برای حل این مشکل، مشتری یک کوره ویژه برای درمان حرارتی نوع لوله (کوره درمان حرارتی سفارشی، 580kW، 1100°C) را که توسط تیم ما طراحی و ساخته شده است، اختصاص داده شده است.گره ها و سایر قطعات فولادی حیاتی.

سابقه مشتری و نقاط درد

این کارخانه عمدتاً دنده ها، میله ها و قطعات متغیر خودرو را پردازش می کند. قبل از ارتقاء، آنها برای کاربوریزه کردن، نرمال کردن و تند کردن به یک کوره درمان گرما در نوع جعبه ای متکی بودند..با گذشت زمان، چندین نقطه درد بحرانی شد:

• سختی نامتناسق و میکروسروکتوری
  یکنواخت بودن دمای سخت برای کنترل بود، که منجر به تغییرات قابل توجهی از دسته به دسته شد. برخی از قطعات نیاز به کار مجدد داشتند، که به طور مستقیم بر تحویل و هزینه تاثیر می گذاشت.

• مصرف انرژی بالا در هر بخش
  عایق بندی ناکارآمد و طرح های سوزان / گرمایش بهینه نشده به این معنی است که کوره برای حفظ دمای حرارت انرژی زیادی مصرف می کند و هزینه انرژی واحد را افزایش می دهد.

• گلو فشرده در یک خط خودکار
  بقیه خط تولید تا حد زیادی خودکار شده بود (بارگیری روبات، انتقال کانویر، شستشوی خودکار)اما کوره قدیمی هنوز نیاز به بارگذاری / تخلیه دستی و مداخله مکرر اپراتور دارد.

• پنجره فرایندی محدود برای مواد آینده
  سیستم موجود در نزدیکی انتهای بالای محدوده دمایی خود مبارزه می کرد و فضای کمی برای آلیاژ های جدید یا آزمایشات دمای بالاتر مورد نیاز تحقیق و توسعه ارائه می داد.

این مسائل باعث شد که مدیریت به دنبال یک راه حل کوره درمان حرارتی نوع لوله ای باشد که می تواند کیفیت را با کاهش هزینه های عملیاتی بلند مدت پایدار کند.

الزامات اصلی برای کوره های مورد نیاز برای درمان گرما

در طول ارزیابی و طراحی مشترک، مشتری آمریکایی چندین نیاز غیرقابل مذاکره را تعریف کرد:

• قدرت نصب شده: 580kW برای پشتیبانی از خروجی بالا در حالی که دمای پایدار را در طول بارگیری مداوم حفظ می کند.

• حداکثر دمای عملیاتی: 1100°C، برای پوشش چرخه های کاربوریزاسیون / عادی سازی فعلی و آزمایش های بعدی با آلیاژ بالا.

• یکپارچه سازی کامل با اتوماسیون های موجود - کوره باید قطعات را از ربات ها و کانویرها بپذیرد، با موقعیت قابل تکرار و تحویل بدون مشکل.

• انطباق با قوانین محلی برق و ایمنی ایالات متحده، پشتیبانی از صدور گواهینامه شخص ثالث در آینده.

• قابلیت ردیابی: کوره درمان حرارتی باید با MES کارخانه ارتباط برقرار کند، منحنی های دمایی، زمان نگه داری و دستور العمل برای هر دسته را ثبت کند.

محلول کوره درمان گرما نوع لوله 580kW

بر اساس این الزامات، ما یک کوره ویژه برای درمان حرارتی نوع لوله را ارائه دادیم که به صورت زیر تنظیم شده است:

1. طراحی لوله چند منطقه ای و کنترل دمای

   • یک اتاق لوله ای چند منطقه ای با مناطق گرمایش مستقل کنترل شده برای تنظیم دقیق مشخصات دمایی در امتداد طول کوره.

   • حداکثر دمای عملیاتی 1100 °C، که فضای بیشتری برای کاربوریزاسیون، عادی سازی و تند شدن در دمای بالا فراهم می کند.

   • ترموکوپل های با دقت بالا در ترکیب با کنترل PID برای حفظ یکسانی دقیق دمای و کاهش پخش سختی در میان قطعات.

2. ویژگی های بهینه سازی انرژی و ایمنی

   • عایق بندی ارتقا یافته و طرح عنصر گرمایش بهینه شده برای به حداقل رساندن از دست دادن گرما، بهبود استفاده موثر از قدرت نصب شده 580 کیلو وات.

   • رابط های اختصاصی برای حفاظت از جو و تصفیه گازهای خروجی برای حمایت از پردازش پاکتر و کنترل انتشار گازهای گلخانه ای

   • قفل های امنیتی متعدد در درب ها، درجه حرارت بالا و مدار های برق برای برآورده کردن استانداردهای ایمنی ایالات متحده و تسهیل تأیید توسط بازرسان محلی.

3. اتوماسیون و اتصال MES

   • رابط های استاندارد برای روبات ها و ناقلات رول در هر دو ورودی و خروجی، امکان بارگیری و تخلیه کاملا خودکار سینی ها/تجهیزات را فراهم می کند.

   • PLC و HMI برای برقراری ارتباط با MES کارخانه طراحی شده اند: منحنی دمای هر دسته، زمان نگه داری و داده های دستور العمل به طور خودکار ثبت می شوند.

   • مدیریت دستور العمل در داخل کوره درمان حرارتی سفارشی اجازه می دهد تا به سرعت بین انواع مختلف قطعات بدون برنامه ریزی مجدد دستی تغییر کند.

نتایج: کیفیت، انرژی و تولید همه بهبود یافت

پس از راه اندازی و افزایش، مشتری آمریکایی بهبود قابل اندازه گیری را گزارش کرد:

• کیفیت گرمایش پایدارتر
  مقادیر سختی و عمق قاب برای دنده ها و گره ها در هر دسته بسیار سازگارتر شد. کار مجدد به دلیل درمان گرما خارج از تحمل به طور قابل توجهی کاهش یافت.

• هزینه انرژی و نیروی کار پایین تر
  با وجود ظرفیت نصب شده 580 کیلو وات، عایق بندی بهینه و کنترل مصرف انرژی در هر قطعه نهایی را در مقایسه با کوره های قدیمی باکس کاهش می دهد.دستي دستي به طور عمده حذف شد، اجازه می دهد تا اپراتورها به جای مداخله مداوم نظارت کنند.

• تعادل خط بهتر و زمان تحویل کوتاه تر
  جریان مداوم از طریق کوره درمان حرارتی نوع لوله اکنون با زمان چرخه ماشینکاری قبل از جریان و شستن و بازرسی بعد از جریان مطابقت دارد، WIP را کاهش می دهد و سرعت تحویل کلی را بهبود می بخشد.

The plant has since positioned this Custom Heat Treatment Furnace as a template for future line upgrades and is considering similar configurations for new production cells dedicated to higher-value components.